Eksamensoppgave i TMA4135 Matematikk 4D

Like dokumenter
Eksamensoppgave i TMA4123/TMA4125 Matematikk 4M/4N

Eksamensoppgave i TMA4135 Matematikk 4D

Eksamensoppgave i TMA4135 Matematikk 4D

Eksamensoppgave i TMA4122,TMA4123,TMA4125,TMA4130 Matematikk 4N/M

Eksamensoppgåve i TMA4135 Matematikk 4D

Eksamen i TMA4123/TMA4125 Matematikk 4M/N

Eksamen i TMA4122 Matematikk 4M

Eksamensoppgave i TMA4130/35 Matematikk 4N/4D

Eksamensoppgave i TMA4135 Matematikk 4D: Løysing

s 2 Y + Y = (s 2 + 1)Y = 1 s 2 (1 e s ) e s = 1 s s2 s 2 e s. s 2 (s 2 + 1) 1 s 2 e s. s 2 (s 2 + 1) = 1 s 2 1 s s 2 e s.

TMA4135 Matematikk 4D Høst 2014

Eksamensoppgave i TMA4320 Introduksjon til vitenskapelige beregninger

Eksamensoppgave i MA1102/6102 Grunnkurs i analyse II

x(x 1)(x 2) p(x) = 3,0 1( 1 1)( 1 2) Newtons interpolasjonsformel: Tabellen over dividerte differenser er gitt ved

Eksamensoppgave i TMA4125 BARE TULL - LF

Eksamensoppgave i TMA4320 Introduksjon til vitenskapelige beregninger

Eksamensoppgave i TMA4320 Introduksjon til vitenskapelige beregninger

Eksamen i TMA4130 Matematikk 4N

Eksamensoppgave i TMA4125 EKSEMPELEKSAMEN - LF

Eksamensoppgave i TMA4125 Matematikk 4N

TMA4123M regnet oppgavene 2 7, mens TMA4125N regnet oppgavene 1 6. s 2 Y + Y = (s 2 + 1)Y = 1 s 2 (1 e s ) e s = 1 s s2 s 2 e s.

Eksamensoppgave i MA2501 Numeriske metoder

EKSAMEN I TMA4130 MATEMATIKK 4N Bokmål Fredag 17. desember 2004 kl. 9 13

Eksamensoppgave i TMA4110/TMA4115 Calculus 3

Eksamen i TMA4135 Matematikk 4D

LØSNINGSFORSLAG EKSAMEN MATEMATIKK 4N,

Løsningsførslag i Matematikk 4D, 4N, 4M

Eksamen i TMA4122 Matematikk 4M

Eksamen TMA desember 2009

TMA Matematikk 4D Fredag 19. desember 2003 løsningsforslag

Eksamensoppgave i MA1101/MA6101 Grunnkurs i analyse I. LØSNINGSFORSLAG

f (x) = a 0 + a n cosn π 2 x. xdx. En gangs delvisintegrasjon viser at 1 + w 2 eixw dw, 4 (1 + w 2 ) 2 eixw dw.

Eksamensoppgave i TMA4320 Introduksjon til vitenskapelige beregninger

IR Matematikk 1. Eksamen 8. desember 2016 Eksamenstid 4 timer

TMA4122/TMA4130 Matematikk 4M/4N Høsten 2010

UNIVERSITETET I OSLO

Løsningsforslag eksamen i TMA4123/25 Matematikk 4M/N

TMA4123/TMA4125 Matematikk 4M/4N Vår 2013

Eksamensoppgave i MA1201 Lineær algebra og geometri

Eksamen i TMA4135 Matematikk 4D

EKSAMEN BOKMÅL STEMMER. DATO: TID: OPPG. SIDER: VEDLEGG: 3 desember :00-13: FAGKODE: IR Matematikk 1

L(t 2 ) = 2 s 3, 2. (1. Skifteteorem) (s 2) 3. s 2. (Konvolusjonsteoremet) s 2. L 1 ( Z. = t, L 1 ( s 2 e 2s) = (t 2)u(t 2). + 1

TMA4135 Matematikk 4D Kompendium i numerikk. Eirik Refsdal

UNIVERSITETET I OSLO

EKSAMENSOPPGAVER FOR TMA4120 MATEMATIKK 4K H-03 Del A: Laplacetransformasjon, Fourieranalyse og PDL

Eksamensoppgave i TMA4265 Stokastiske prosesser

TMA4123/TMA4125 Matematikk 4M/4N Vår 2013

Eksamensoppgave i MA1202/MA6202 Lineær algebra med anvendelser

LØSNINGSFORSLAG EKSAMEN I MATEMATIKK 4N/D (TMA4125 TMA4130 TMA4135) Norges teknisk naturvitenskapelige universitet Institutt for matematiske fag

Eksamensoppgave i TMA4265 Stokastiske Prosesser

=cos. =cos 6 + i sin 5π 6 = =cos 2 + i sin 3π 2 = i.

Eksamensoppgave i MA0002 Brukerkurs i matematikk B - LØSNING

Eksamensoppgave i MA1101 Grunnkurs i analyse

Eksamensoppgave i TMA4240 Statistikk

IR Matematikk 1. Utsatt Eksamen 8. juni 2012 Eksamenstid 4 timer

EKSAMEN. 1 Om eksamen. EMNE: MA-109 FAGLÆRER: Svein Olav Nyberg, Turid Knutsen, Øystein Alvik

EKSAMENSOPPGAVER MATEMATIKKDELEN AV TMA4135 MATEMATIKK 4D H-03

EKSAMEN I TMA4110 MATEMATIKK 3 Bokmål Fredag 4. desember 2009 løsningsforslag

Eksamensoppgave i TMA4140 Diskret matematikk

UNIVERSITETET I OSLO

Eksamensoppgave i MA0002 Brukerkurs i matematikk B - LØSNING

Fakta om fouriertransformasjonen

LØSNINGSFORSLAG TIL EKSAMEN I FAG SIF5045 NUMERISK LØSNING AV DIFFERENSIALLIGNINGER

Eksamensoppgave i TMA4240 Statistikk

Eksamensoppgave i TMA4115 Matematikk 3

Eksamen i TMA4123/TMA4125 Matematikk 4M/4N

TMA4120 Matematikk 4K Høst 2015

TMA4100 Matematikk 1 Høst 2014

Eksamensoppgave i TMA4140 Diskret matematikk

UNIVERSITETET I OSLO

Eksamensoppgave i TMA4245 Statistikk

(s + 1) s(s 2 +2s+2) : 1 2 s s + 2 = 1 2. s 2 + 2s cos(t π) e (t π) sin(t π) e (t π)) u(t π)

EKSAMEN I TMA4110 MATEMATIKK 3 Bokmål Mandag 6. juni 2011 løsningsforslag

Eksamensoppgave i MA1103 Flerdimensjonal analyse

Universitetet i Bergen Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet Eksamen i emnet Mat131 - Differensiallikningar I Onsdag 25. mai 2016, kl.

Eksamensoppgave i TMA4240 Statistikk

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

EKSAMEN I NUMERISK MATEMATIKK (TMA4215)

EKSAMEN. Om eksamen. EMNE: MA2610 FAGLÆRER: Svein Olav Nyberg, Morten Brekke. Klasser: (div) Dato: 18. feb Eksamenstid:

TMA4120 Matte 4k Høst 2012

EKSAMEN I MA0002 Brukerkurs B i matematikk

UNIVERSITETET I OSLO

Eksamensoppgave i TMA4240 / TMA4245 Statistikk

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2014

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

Eksamensoppgave i TMA4245 Statistikk

Eksamen i TMA4135 Matematikk 4D

Øving 5 - Fouriertransform - LF

Eksamensoppgave i MA0301 Elementær diskret matematikk løsningsforslag

Eksamensoppgave i SØK1001 Matematikk for økonomer

Eksamensoppgave i Løsningsskisse TMA4240 Statistikk

MA2501 Numeriske metoder

Eksamensoppgave i TMA4267 Lineære statistiske modeller

Eksamensoppgave i TMA4140 Diskret matematikk

UNIVERSITETET I OSLO

Eksamensoppgave i TMA4295 Statistisk inferens

Eksamensoppgave i TMA4250 Romlig Statistikk

Eksamensoppgave i MA0301 Elementær diskret matematikk løsningsforslag

EKSAMEN I NUMERISK LØSNING AV DIFFERENSIALLIGNINGER MED DIFFERANSEMETODER (TMA4212)

Transkript:

Institutt for matematiske fag Eksamensoppgave i TMA435 Matematikk 4D Faglig kontakt under eksamen: Helge Holden a, Gard Spreemann b Tlf: a 92038625, b 93838503 Eksamensdato: 0. desember 205 Eksamenstid (fra til): 09:00 3:00 Hjelpemiddelkode/Tillatte hjelpemidler: C: Bestemt, enkelt kalkulator og Rottmann matematisk formelsamling. Annen informasjon: Alle svar må begrunnes. Du må ha med nok mellomregninger til at tenkemåten din klart fremgår. Et formelark er vedlagt. Målform/språk: bokmål Antall sider: 3 Antall sider vedlegg: 2 Kontrollert av: Dato Sign Merk! Studenter finner sensur i Studentweb. Har du spørsmål om din sensur må du kontakte instituttet ditt. Eksamenskontoret vil ikke kunne svare på slike spørsmål.

TMA435 Matematikk 4D, 0. desember 205 Side av 3 Oppgave Bruk Laplace-transformasjon for å løse integro-differensialligningen t y (t) + y (t) + y(t) = t 2 y(τ)e t τ dτ, t 0 0 med initialbetingelsene y(0) = og y (0) = 0. Oppgave 2 La f a : R R være gitt ved f a (x) = e ax2. Regn ut konvolusjonen f a f b med a > 0 og b > 0 konstanter. Oppgave 3 a) Du er gitt matrisen Regn ut LU-faktoriseringen av A, altså 3 9 6 A = 8 48 39. 9 27 42 A = LU hvor U er en øvre-triangulær matrise og L er en nedre-triangulær matrise med bare på diagonalen. b) Vis hvordan du kan bruke LU-faktoriseringen for å løse ligningen for en gitt vektor b. Bruk LU-faktoriseringen for å løse ligning () når Ax = b () 3 b = 3. 7 Oppgave 4 La f være den 2π-periodiske funksjonen definert av f(x) = x for π < x < π. Finn Fourier-rekken til f. La S(x) betegne dens verdi i x. Beregn S(π). Tegn også grafen til S på intervallet [ 2π, 2π].

Side 2 av 3 TMA435 Matematikk 4D, 0. desember 205 Oppgave 5 Betrakt den partielle differensialligningen for 0 x π og t 0. 2 u u (x, t) + 4u(x, t) = (x, t) (2) x2 t a) Finn alle ikke-trivielle løsninger av ligning (2) på formen u(x, t) = F (x)g(t) som tilfredsstiller randbetingelsene for alle t 0. u(0, t) = u (π, t) = 0 x b) Finn en løsning av ligning (2) som i tillegg til randbetingelsene fra 5a også tilfredsstiller initialbetingelsen ( ) ( ) ( ) 3 5 7 u(x, 0) = sin 2 x + 2 sin 2 x + 3 sin 2 x for alle 0 x π. c) Utled Crank Nicolsons metode for numerisk løsning av ligning (2) med (de nye) randbetingelsene u(0, t) = u(π, t) = 0 for alle t 0. Skriv h for steglengden i rom. Angi matriseformen til det lineære ligningssystemet som må løses for å gjøre et tidsskritt av lengde k. (Du trenger ikke å løse ligningssystemet!) Oppgave 6 Du er gitt følgende Python-kode. from math import log, exp # l o g er den n a t u r l i g e l o g a r i t m e n. # l o g i s t h e n a t u r a l l o g a r i t h m. def metodeen (N) : x = 0. 5 for n in range ( 0, N) : # 0 <= n < N x = l o g ( x ) return x def metodeto (N) : x = 0. 5 for n in range ( 0, N) : # 0 <= n < N x = exp( x ) return x

TMA435 Matematikk 4D, 0. desember 205 Side 3 av 3 Hvilke(n), hvis noen, av de to funksjonene i koden (metodeen og metodeto) gir garantert en tilnærmet løsning av ligningen x + ln x = 0 når argumentet N er stort? (Ikke «kjør» de to funksjonene for å se på verdiene de regner ut!) Formelark følger som vedlegg.

TMA435 Matematikk 4D, 0. desember 205 Side i av ii Numerical formulas Let p(x) be the polynomial of degree n which coincides with f(x) at points x i, i = 0,,..., n. If that x and all the x j lie in the interval [a, b], f(x) p(x) = (n + )! f (n+) (ξ) n (x x i ). Newton s divided difference interpolation formula p(x) of degree n: p(x) = f[x 0 ] + (x x 0 )f[x 0, x ] + (x x 0 )(x x )f[x 0, x, x 2 ] Simpson s rule of integration: x2 i=0 + + (x x 0 )(x x )... (x x n )f[x 0,..., x n ] x 0 f(x) dx h 3 (f 0 + 4f + f 2 ) Newton s method for solving a system of nonlinear equations f(x) = 0 is given by the scheme J (k) x (k) = f ( x (k)) x (k+) = x (k) + x (k). Iteration methods for solving systems of linear equations Ax = b when A i,i = : Jacobi: x (m+) = b (A I)x (m) Gauss Seidel: x (m+) = b Lx (m+) Ux (m) Strict diagonal dominance of A is a sufficient convergence criterion for both. Butcher tables for Runge Kutta methods, where s s y n+ = y n + b i k i, k i = hf(x n + c i h, y n + a i,j k j ) : Discrete Fourier transform: i= (Forward) Euler: 0 0 Heun/improved Euler: 0 0 0 0 /2 /2 Backward Euler: RK4: 0 0 0 0 0 /2 /2 0 0 0 /2 0 /2 0 0 0 0 0 /6 /3 /3 /6 ˆf n = N k=0 f k e 2πink/N j=

Side ii av ii TMA435 Matematikk 4D, 0. desember 205 Table of some Laplace transforms f(t) F (s) = L{f(t)} = t t n (n = 0,, 2,...) s s 2 n! s n+ e at s a cos ωt sin ωt cosh at sinh at e at cos ωt e at sin ωt 0 s s 2 + ω 2 ω s 2 + ω 2 s s 2 a 2 a s 2 a 2 s a (s a) 2 + ω 2 ω (s a) 2 + ω 2 e st f(t) dt δ(t a) e as Table of some Fourier transforms f(x) g(x) = f(ax) ˆf(ω) = F{f(x)} = 2π ĝ(ω) = a ˆf ( ω ) a e ax2 e ω2 4a 2a e a x 2 π a ω 2 + a 2 f(x)e iωx dx